Conceptos Basicos Metrologia

Diseño y recopilación

Javier Ernesto castrillón

Ingeniero electromecánico

Estructura Metrología IICOMPETENCIA RED DE CONCEPTOS INDICADORES DE LOGROS DEL

Diseñar, implementar, mantener y

mejorar sistemas de aseguramiento

metrológico de acuerdo a la

normatividad vigente en una

organización.

Manual de Aseguramiento metrológico

• Definición e importancia

• Componentes del manual y metodología de

elaboración

• Metrología aplicada según: o NTC-ISO 9001

o NTC-ISO 10012

o NTC-ISO 14001

o NTC-ISO 18001

o NTC-ISO-IEC 17025

o NTC-ISO 19011 vigentes

• VIM 1993

• Costos del aseguramiento metrológico.

• Establecimiento y operación de un laboratorio de metrología

• Normas NTC-ISO vigentes relacionadas con las variables de:

mediciones eléctricas, temperatura, volumetría e higrometría

Calibración y verificación

• Mediciones eléctricas, temperatura, volumetría e higrometría.

• Selección y adecuación de los dispositivos patrones de referencia

• Procedimiento de calibración y verificación de multimétro, pinzas,

amperímetros y voltímetros

• Calibración por generación

• Calibración puntual

• Determinación de límites de error permitidos

Elabora un manual de

aseguramiento metrológico en una

organización aplicando las normas

vigentes




Estructura Metrología IIControlar las

variables críticas

(eléctricas, temperatura,

volumetría e higrometría)

de la gestión de las

mediciones en las

organizaciones, elaborando

procedimientos

de calibración y

verificación de los

dispositivos de

medición.

• Certificado de calibración

• Registro de calibración

• Análisis y evaluación de dispositivos calibrados y/o

verificados

• Procedimientos de calibración de termómetros

análogos y digitales, termocuplas y termopares.

• Calibración por generación

• Calibración puntual

Clasificación de dispositivos volumétricos

• Clases de dispositivos volumétricos

• Probetas

• Pipetas

• Balones volumétricos

• Procedimientos de calibración

• Método gravimétrico

• Determinación de la tolerancia permitida

• Determinación de la calidad del patrón

• Procedimiento de calibración y verificación de

termohigrómetros

Con base en el diagnóstico

de la gestión de

las mediciones en

una organización,

calibra y verifica los

dispositivos de medición

que presentan variables

críticas. Elabora y evalúa

registros, informes y

certificados de calibración

para decidir

aceptabilidad o rechazo del

dispositivo calibrado en las

variables de:

mediciones eléctricas,

temperatura, volumetría e

higrometría.




Vocabulario usado en Metrología La percepción inicial de metrología deriva de su

etimología: del griego metros medida y logostratado. Concepto que debe ser casi tan antiguocomo el ser humano: “tengo nada”, “tengo algo”,“tengo mucho”; expresiones que reflejan unacomparación muy primitiva pero que perdura en laraza humana bajo muchos aspectos, al punto queactualmente podemos decir que metrología es laciencia de las mediciones y que medir es compararcon algo (unidad) que se toma como base decomparación.




Anteriormente citamos algo con que comparar; esealgo se conoce como patrón.

Originalmente, se entendía por patrón a unarepresentación o materialización física de la unidad. Eranecesario destacar que un patrón es una representaciónconfiable de la unidad solamente bajo un conjunto decondiciones claramente definidas para asegurar que nocambien estas condiciones por motivo de variaciones, porejemplo, de temperatura, humedad, presión atmosférica,etc. Por sus características, el patrón físico no se empleabadirectamente para hacer mediciones. Era, eso sí, el puntode referencia para construir y utilizar instrumentos demedición.

Vocabulario usado en Metrología




Patrón

Medida materializada, aparato de medición,

material de referencia o sistema de medición,

destinado a definir, realizar, conservar o reproducir

una unidad o uno o varios valores de una

magnitud para servir de referencia. Los patrones

pueden ser internacionales (reconocidos por

acuerdo internacional) y nacionales (reconocidos

por acuerdo nacional).




Patrón primario

Patrón que se designa o se recomienda por presentar las más altas

calidades metrológicas y cuyo valor se establece sin referirse a otros

patrones de la misma magnitud.

Patrón secundario

Patrón cuyo valor se establece por comparación con un patrón

primario de la misma magnitud.

Patrón de referencia

Patrón, generalmente de la más alta calidad metrológica disponible en

un lugar u organización dados, del cual se derivan las mediciones que

se hacen en dicho lugar u organización.

Patrón de trabajo

Patrón utilizado corrientemente para controlar medidas materializadas,

aparatos de medición o materiales de referencia.

Patrón de transferencia

Patrón empleado como intermediario para comparar patrones entre sí.













Vocabulario usado en Metrología

Metrología:Campo del conocimiento que estudia todoslos problemas relativos a las mediciones. Sepuede considerar la metrología como unaciencia independiente y completa por símisma, con sus aspectos teóricos,experimentales y prácticos, que tiene porfinalidad establecer un conocimientoobjetivo de nuestro mundo físico.




Vocabulario usado en Metrológica

Programa de Aseguramiento Metrológico:Un programa de Aseguramiento Metrológicopretende básicamente, dar confiabilidad a lasmediciones y sus resultados, dentro del rango deexactitud requerido por : los procesos defabricación de una empresa o los ensayos a realizarpara el control de calidad de un producto. En esteprograma de aseguramiento deben estarcomprometidos, tanto, los departamentosrelacionados con la parte de producción, comotambién, el nivel directivo de la empresa.














Medición: Es el conjunto de acciones que tienen por objeto determinar el valor de una magnitud particular denominada mensurando.

Procedimiento de Medición: Es la secuencia específica de operaciones utilizada para medir determinada magnitud particular, siguiendo un principio establecido y de acuerdo a un método dado.

Instrumento de medición: Aparato destinado a obtener medidas directas que permiten estimar los valores de diversas magnitudes particulares.




Vocabulario usado en Metrológica Mensurando: Magnitud medida por un instrumento.

Valor verdadero: Valor real del mensurando.

Sistema de Medición: Incluye instrumentos, patrones de calibración,conceptos y leyes físicas, operarios humanos, valores de propiedades yconstantes, etc.

Escala: Conjunto de símbolos o marcas ubicados en el instrumento, a

menudo acompañados de una referencia numérica y normalmente alo largo de una recta o arco de círculo.

Índice: Puntero, aguja, lápiz, punta luminosa, superficie líquida, etc.

cuya posición indica el valor de la magnitud.

Longitud de Escala: Es la distancia entre la primera y última marcaindicada en unidades de longitud a lo largo del camino recorrido por elíndice.

Espaciamiento de Escala: Es la distancia entre marcas adyacentes. Paraque el índice sea legible tiene que ser mayor que 0.7mm.





División de Escala: ?

Intervalo de Escala:?

Escala Lineal:?

Resolución:?

Exactitud:?

Repetibilidad:?

Precisión:?







Vocabulario usado en Metrológica Calibración:

Conjunto de operaciones que establecen, bajocondiciones especificadas, la relación entre losvalores indicados por un instrumento de medición,o los valores representados por una medidamaterializada (patrón) y el valorconvencionalmente verdadero de la magnitud amedir.

Ajuste: Operación destinada a llevar un aparatode medición a un funcionamiento y una exactitud

conveniente para su utilización.





Resolución: Expresión cuantitativa de lacapacidad de un dispositivo indicador, parapermitir distinguir significativamente entre losvalores inmediatamente adyacentes a lacantidad indicada.

Ejemplos:

1. La resolución de un flexometro es 1 mm..

2. La resolución de una bascula es 1 g.





Exactitud:

Es el grado de concordancia entre el resultadode una medida y el valor “Convencionalmenteverdadero de la magnitud medida”.

Notas:

1. “Exactitud” es un concepto cualitativo

2. Se debe evitar el uso del termino “precisión”en el sentido de “exactitud”.





Reproducibilidad

Grado de concordancia entre losresultados de las mediciones de unmismo mensurando, llevadas a cabohaciendo variar las condiciones demedición.(errores encontradoscalculables)





Exactitud de un instrumento demedición:

Aptitud del instrumento de mediciónpara dar indicaciones próximas al valorverdadero de una magnitud medida.





Clase de exactitud:

Característica con la que se cataloga a losinstrumentos de medición quesatisfacen ciertas exigenciasmetrológicas destinadas a conservar loserrores dentro de límites especificados.





Precisión de un instrumento demedición:

Cualidad de un instrumento de medición,caracterizada por repetibilidad , esto esla actitud para dar indicacionesidénticas, en una serie de mediciones deun mismo valor de una magnitud.





Repetibilidad de una medición:Caracterizada por proximidad o convergencia

entre los resultados de mediciones sucesivasde una misma magnitud, efectuado con elmismo método, por el mismo observador,con los mismos instrumentos de medición,en el mismo lugar y a intervalos cortos detiempo.




Vocabulario usado en MetrológicaERROR SISTEMATICO, PRECISION Y EXACTITUD.

X

X X

X

A

C D

B




Error Sistemático, Precisión y

Exactitud.

a) Alto error sistemático + Baja Precisión =

Baja exactitud del promedio

b) Alto error sistemático + Alta Precisión =


c) Bajo error sistemático + Baja Precisión =


d) Bajo error sistemático + Alta Precisión =

Alta exactitud del promedio




ERROR E INCERTIDUMBRE

Al medir un mensurando se obtiene siempre sólo una

aproximación a su valor verdadero. Solamente un instrumento

ideal podría entregar como resultado de una medición el valor

verdadero de la magnitud medida.

Las causas del error pueden tener su origen en el propio

instrumento o en situaciones ajenas a éste. Dentro de los primeros

se cuentan los errores de ajuste, cuando el valor entregado difiere

de una referencia conocida. También se cuentan entre estos los

problemas de juego (saltos bruscos al cambiar el sentido de

medición), histéresis (diferencia entre valores obtenidos al medir

en forma ascendente o descendente). Otros errores comunes son

la desviación de linealidad, deriva (lentitud hasta detenerse e

indicar un valor) y falta de estabilidad.




ERROR E INCERTIDUMBRE

Errores no atribuibles al instrumento de medición son por lo

común las desviaciones debidas a problemas ambientales e

interferencias diversas en el ambiente de trabajo. Cabe destacar

también que sumándose al error pueden existir equivocaciones

conducentes a resultados falsos. Estas equivocaciones incluyen

lecturas mal tomadas, errores de operación de los instrumentos y

errores humanos en general, y no pueden ser consideradas

asignándoles algún tipo de distribución de probabilidades, al

calcular la incertidumbre.




Vocabulario usado en Metrológica Incertidumbre de medición:

Estimación que caracteriza

el campo de los valores

dentro del cual se sitúa el

valor verdadero de una

magnitud medida. Es una

medida de la dispersión de

los resultados de medición,

dentro de un rango de de

errores límites.




a) Serie exacta de mediciones repetidas cuyo promedio se aproxima al valor real.

b) Las mediciones realizadas varias veces son precisas (están muy cercas entre sí), pero no se

aproximan al valor real.

c) Una serie de mediciones repetidas y que se encuentran concentradas apretadamente en

torno del valor real.

Error de Medición: Diferencia entre el resultado de la medición (X) y el valor verdadero

(XV)

ε = X – XV

Diferencia entre Exactitud y Precisión: Valor Real




Diferencia entre Exactitud y Precisión





Error Aleatorio:Es el resultado de una medición menos la media que

resultaría a partir de un número infinito de medicionesde la misma cantidad por medir, efectuadas bajocondiciones de repetibilidad.

Notas:

1. El error aleatorio es igual al error menos el errorsistemático.

2. Dado que en la práctica sólo se puede efectuar unconjunto finito de medidas, lo único que se puedeobtener es un estimado del error aleatorio.





Error Sistemático:Error que permanece constante en valor absoluto y

signo durante el transcurso de varias mediciones dela misma magnitud, o si cambia, lo hace de acuerdoa una ley.

Nota:

1. Los errores sistemáticos y sus causas pueden serconocidos o no.




Error, Error aleatorio y Error

Sistemático





Tolerancia de una variable:Diferencia entre los valores máximo y mínimo que puede

tomar la variable medida para que resulte acorde (oaceptable) .

Nota:

En las básculas camioneras:

De 0 a 5000 kg. La tolerancia es 10 kg.

De 5000 kg. A 20000 kg. La tolerancia es 20 kg.

De 20000 kg. A 100000 kg. La tolerancia es 30 kg





División de escala real (d): Valor de ladivisión de la escala expresada en unidadesde masa de:-La diferencia entre dos indicaciones consecutivas parauna indicación discontinua.

División de escala de verificación (e): Valorexpresado en unidades de masa utilizado para laclasificación y verificación de instrumentos de pesaje.

d e




VariablesVariables eléctricas

Variables de temperatura

Variables de volumen

Variables de higrometría




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